معرفی فولاد SPK و کاربردهای برجسته آن

شرکت یا بهتر است بگوییم کارخانه تولید فولاد بوهلر (Buhler) یکی از بزرگ‌ترین و با سابقه‌ترین کارخانجات تولید انواع فولاد است. ایده اولیه شکل‌گیری این کارخانه در سال 1870 توسط دو فرد آلمانی اما در کشور اتریش ایجاد شد و حدود 40 سال بعد، در سال 1914، این کارخانه فعالیت خود را به صورت رسمی آغاز کرد. 
امروزه این کارخانه را پیشرو در صنعت فولاد می‌دانند و تحولات بزرگی را در صنعت فولاد رقم زده است. مقر اصلی کارخانه بوهلر در دوسلدورف آلمان است و انواع متنوعی از فولاد در آن‌جا تولید می‌شود. کارخانه بوهلر فولاد ابزار خاصی را تولید می‌کند که به آن فولاد ابزار SPK می‌گویند و برای مصارف گوناگونی از آن استفاده می‌کنند. 
فولاد ابزارهای SPK انواع مختلفی دارند، فولاد ابزار SPK، فولاد ابزار SPK NL و فولاد ابزار SPK R جز محصولات تولیدی این کارخانه هستند که در صنعت کاربردهای مختلفی دارند. البته اخیرا شرکت بوهلر این فولاد ابزارها را با نام‌های جدیدی صدا می‌کند. K100، K110 و K107 به ترتیب نام‌های جدید فولادهای ابزار تولید شده توسط این شرکت معتبر است. البته نام دیگری هم برای این فولاد ابزار وجود دارد که برخی با آن آشنا هستند. فولاد ابزار 1.2080 نام دیگری است که برای آن درنظر گرفته می‌شود.  
در این مطلب قصد داریم تا شما را با فولاد SPK یا همان K100 بیشتر آشنا کنیم و از ویژگی‌ها و مشخصات آن صحبت کنیم. پس تا انتها همراه ما باشید.

فولاد SPK در واقع نوعی فولاد ابزار سردکار محسوب می‌شود که در دسته فولادهای پرکربن_پرکروم جای دارد. این فولاد که به فولاد ابزار K100 هم معروف است، در صنایع برای ساخت تیغه‌های برشی، قالب‌های شکل‌دهی و ریخته‌گری و… کاربرد دارد. 

فولاد SPK چیست؛ مشخصات آن 

فولاد SPK در واقع نوعی از فولاد ابزارهای سردکار محسوب می‌شود. همانطور که احتمالا می‌دانید، فولاد ابزارهای سردکار به سه دسته اصلی (سخت‌شونده در روغن، سخت‌شونده در آب و پرکربن_پرکروم) تقسیم می‌شوند. فولاد ابزار سردکار SPK در دسته فولادهای پرکربن_پرکروم جای دارد و علاوه بر ویژگی‌های خود، مزایای این دسته را هم دارد.
فولاد ابزار 1.2080 در شکل‌های مختلفی در دسترس است. اما بیشتر این نوع فولاد ابزار به شکل بیلت دیده می‌شود. بیلت نسبت به شمش و اسلب دارای مزایا و معایبی است که خود بحثی جداگانه می‌طلبد. اما یکی از نکاتی که در مقایسه این سه مدل بسیار مورد توجه قرار می‌گیرد، قیمت آن‌هاست. برای مقایسه قیمت بیلت و سایر مدل‌ها می‌توانید سری به صفحات قیمت هرکدام بزنید و از قیمت روز آن‌ها باخبر شوید. 
شرکت فولادسازی بوهلر، مشخصات شیمیایی فولاد ابزار سردکار SPK را به شکل زیر اعلام کرده است. 2 درصد کربن، 0/25 درصد سیلیسیم، 0/35 درصد منگنز و 11/5 درصد کروم، مقداری است که بوهلر برای این ترکیب اعلام کرده است. ترکیبات به کار رفته در این فولاد کاملا بر طبق استانداردها است. استاندارد جهانی DIN برای این ترکیب شیمیایی مقادیر زیر را به عنوان استاندارد معرفی کرده است.
 

خواص فولاد SPK

خواص فولاد SPK را می‌توان به دو بخش خواص فیزیکی و خواص مکانیکی تقسیم کرد. 
خواص فیزیکی فولاد ابزار 1.2080 شامل مواردی مثل چگالی، مقدار هدایت حرارتی و... است که در دمای 20 درجه سانتی‌گراد اندازه‌گیری شدند. خواص فیزیکی که در این دما به ثبت رسیدند را می‌‌توانید در جدول زیر مشاهده کنید:
 

جدای از خواص فیزیکی که برای فولاد ابزار K100 برای انتخاب آن در کاربردهای مختلف در نظر می‌گیرند، خواص مکانیکی هم اهمیت دارد. در ادامه به چند خواص فیزیکی از این فولاد اشاره کردیم:

• فولاد SPK در برابر سایش مقاومت بالایی دارد.
• استفاده از این فولاد، از نظر اقتصادی به صرفه است.
• سخت‌شدگی مناسبی دارد.

همانطور که می‌بینید فولادهای SPK خواص مکانیکی زیادی ندارند. اما می‌توان همین خواص را بهبود بخشید و خواص بیشتری به آن افزود. بهبود خواص مکانیکی نیازمند انجام عملیات حرارتی است. عملیات حرارتی فولاد K100 شامل مراحل مختلفی است و برای رسیدن به بهترین بازدهی و داشتن بیشترین خواص مکانیکی باید این فرآیندها انجام شوند.

عملیات حرارتی فولاد ابزار SPK

فولاد ابزارهای SPK یا همان K100 فرآیند سخت‌شدگی و بازپخت را باید پشت سر بگذارند. برای اینکه دقت و کیفیت بیشتر شود، باید از فشار داخلی فولاد ابزار کم شود. برای کاهش فشار داخلی هم می‌توان آن را تا دمای 648 درجه سلسیوس حرارت داد و سپس رفته‌رفته اجازه دهیم که خنک شود. 

عملیات آنیل یا بازپخت

شروع فرآیند بهبود خواص مکانیکی با این مرحله است. در مرحله آنیل یا بازپخت، قطعاتی از فولاد SPK که آهنگری شدند یا تحت عملیات نورد قرار گرفتند، طی فرآیند آنیلینگ قرار می‌گیرند تا علاوه بر بهبود برخی از خواص مثل افزایش دوام، برای مراحل بعدی نیز آماده شوند. 

عملیات سخت‌کاری

بعد از اینکه عملیات حرارتی آنیل انجام شد، نوبت انجام فرآیند سخت‌کاری است. فولاد در این مرحله دمایی در حدود 815 درجه سانتی‌گراد را تجربه خواهد کرد. به دلیل اینکه این نوع فولادها هدایت حرارتی پایینی دارند، جذب گرما باید به آرامی انجام شود. سپس فرآیند خنک کردن آن شروع خواهد شد. این خنک شدن در محیط کنترل شده اتفاق می‌افتد و تا زمانی که رنگ فولاد ابزار سیاه شود هم ادامه خواهد داشت. بعد از این مرحله، فولاد را وارد محیط آزاد می‌کنند تا در آن‌جا خنک شود.
بعد از اینکه این مراحل به درستی انجام شد، نوبت تمپر کردن فولاد ابزار 1.2080 است. فولاد ابزاری که در دمای محیط خنک می‌شود را باید به سرعت تمپر کرد. تمپر کردن هم فرآیند خاص خود را دارد و برای تمپر کردن هر اینچ از ضخامت باید حدودا یک ساعت را در نظر گرفت.

عملیات ساچمه‌زنی

این مرحله، مرحله بسیار مهم و حساسی است و دقت زیادی را می‌طلبد. در عملیات ساچمه‌زنی اگر حرارت به اندازه کافی نباشد، فولاد به حداکثر سختی نخواهد رسید. اگر هم حرارت زیادی ببیند، سختی آن بیش از حد خواهد شد و در نتیجه ضربه‌پذیری فولاد کم می‌شود. 
ساچمه‌زنی می‌تواند عمر خستگی فلزات را افزایش دهد. برای اینکه این فرآیند به درستی انجام شود، باید قطعات موردنظر تا دمای 954 درجه سانتی‌گراد در کوره گرم شده باشند. سپس با انجام عملیات موردنظر می‌توانند شرایط سایشی و چقرمگی را بهبود ببخشند و در نهایت فرآیند بهبود خواص مکانیکی را تمام کنند.

[button url="https://ahanonline.com/210272/فولاد-ابزار-چیست-انواع-آن/" text="بیشتر بدانید: فولاد ابزار چیست؛ انواع و کاربردهای آن "] 

کاربردهای فولاد ابزار SPK

بخش آخری که قرار است در این مطلب درباره‌ آن صحبت کنیم، کاربردهای فولاد ابزار SPK است. فولاد ابزار K100 در صنایع مختلفی کاربرد دارد. ساخت تیغه‌های برشی، قالب‌های شکل‌دهی، ریخته‌گری، قالب لوله، سنبه و غیره تنها بخشی از کاربردهای فولاد ابزار 1.2080 است که به دلیل مقاومت بسیار بالا در برابر ساییدگی و سختی قابل توجه آن، ایجاد شده است. 
علاوه بر این، فولاد ابزار K100 در ساخت ابزار کار سرد هم مورد استفاده قرار می‌گیرد. از این نوع فولاد ابزار برای تولید قیچی‌های برش مخصوص ورق‌های نازک، ابزارهای پردازش سنگ، چاقوهای مخصوص پلاستیک و کاغذ، قالب پیانو و چرخ‌های آسیاب استفاده می‌شود. البته این تمامی کاربردهای فولاد ابزار SPK نیست. برخی دیگر از کاربردهای این فولاد ابزار هم به صورت خلاصه در ادامه آورده شده است:

• پولک‌زنی، پانچ و برش؛ پانچ‌های مخصوص حدیده که برای ساخت قطعات الکتریکی، قوطی‌های نگه‌دارنده، ساعت و اتصالات مختلف بسیار پرکاربرد و البته پیچیده هم هستند.
• دندانه‌های اره
• تولید ابزار تراش و پیرایش
• تولید ابزار برش زدن و برش مخصوص پشم فولاد
• تولید ابزارهای چوب‌کاری و چوب‌بری
• تولید انواع حدیده‌ها؛ مثل حدیده نورد، حدیده مخصوص تولید مهره، حدیده‌های لوله، حدیده‌های چکش و حدیده‌های تولید سوزن
• تولید ابزارهای پرس برای پردازش مواد اولیه با مقاومت کم در برابر سایش
• تولید ورق پوششی برای صنایع آجرسازی
• تولید ابزارهای پرس برای صنعت داروسازی
• تولید میله راهنما در دستگاه‌های مختلف؛ مثل دستگاه‌های تراش اتوماتیک، ماشین‌های سنگ‌زنی بدون مرکز
• تولید ابزارهای مختص صنعت پودر فلز
• قالب‌های کششی سرد و گرم
• قالب‌های ریختگی تحت فشار آلومینیوم
• ساخت گیج‌هاقالب‌های دوره‌زنی و سوراخ‌کاری

تمامی این موارد را می‌توان تنها بخشی از کاربردهای وسیع فولاد ابزار K100 یا به عبارتی SPK دانست و سعی کردیم از صنایع مختلف برای شما مثال بیاوریم تا بیشتر ملموس شود. 

جمع‌بندی

فولاد ابزار K100 که هنوز هم خیلی از افراد با نام قبلی آن را صدا می‌زنند، با ورود خود به دنیای فولادها باعث ایجاد تحولات مثبتی شد و به توسعه‌ صنایع مختلف کمک کرد. SPK باعث پیشرفت فولادهای ابزار هم شد و فرآیند ساخت ابزارآلات مختلف را آسان‌تر کرد. در عین حال، ویژگی‌های مثبت آن هم باعث شد تا خیلی زود جایگاه خودش را در بازار پیدا کند.
در این مطلب هم سعی کردیم تا یکی از انواع پرکاربرد و معروف فولاد ابزار یعنی فولاد ابزار SPK یا K100 را معرفی و شما را با انواع و ویژگی‌ها و کاربردهای آن آشنا کنیم. امیدواریم که این مطلب مورد استفاده شما قرار گرفته باشد.
اگر سوالی در این زمینه دارید، خوشحال می‌شویم که آن را در بخش نظرات از ما بپرسید تا کارشناسان ما در سریع‌ترین زمان ممکن شما را راهنمایی کنند.